專利名稱：一種改善和提高大規(guī)格吊索鋼絲繩疲勞性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬制品技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種改善和提高大規(guī)格吊索鋼絲繩疲勞
性能的方法。
背景技術(shù)：
鋼絲繩吊索在大跨徑懸索橋上使用已有數(shù)十年的歷史，在十年前中國(guó)已開(kāi)始使 用，但最近十年基本上處于停滯使用和研究狀態(tài)，隨著橋梁建造業(yè)的迅猛發(fā)展，鋼絲繩吊索 的使用和研究又得到人們的普遍關(guān)注，但對(duì)鋼絲繩吊索的性能提出了更高的要求。
十年前中國(guó)的鋼絲繩吊索使用的是6X37類點(diǎn)接觸結(jié)構(gòu)的鋼絲繩，強(qiáng)度級(jí)也較 低。點(diǎn)接觸鋼絲繩的股由相同直徑的鋼絲分層捻制而成，其相鄰層鋼絲間呈點(diǎn)狀接觸。點(diǎn) 接觸鋼絲繩工作時(shí)，股內(nèi)鋼絲之間承受很大的接觸應(yīng)力；此外鋼絲繩在彎曲時(shí)，股內(nèi)鋼絲受 到附加彎曲，產(chǎn)生二次彎曲應(yīng)力，使點(diǎn)接觸鋼絲繩耐疲勞性能低。同時(shí)6 X 37類點(diǎn)接觸結(jié)構(gòu) 的鋼絲繩的內(nèi)部空隙較大，金屬填充系數(shù)小，使鋼絲繩吊索承載能力低，不適合大跨度懸索 橋減輕上部結(jié)構(gòu)重量的設(shè)計(jì)要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種抗疲勞性能高，填充系數(shù) 及破斷拉力系數(shù)大、承載能力大，耐腐蝕，柔韌性能好，同時(shí)提高使用壽命，降低生產(chǎn)成本， 提高生產(chǎn)效率的一種改善和提高大規(guī)格吊索鋼絲繩耐疲勞性能的方法。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為 鋼絲繩用鋼絲采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼熱軋控冷盤條拉拔生產(chǎn)，原料鋼號(hào)為SWRH82B或 SWRS82B，要求原料純凈度要高，P、 S含量不大于O. 025%，索氏體化率> 90%，斷面收縮率 > 38%，脫碳層深度不大于0. 07mm。
捻制鋼絲繩用鋼絲采用鍍鋅處理。 吊索鋼絲繩產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為多絲線接觸結(jié)構(gòu)，如8X55SWS+R-IWRC，滿充式金屬繩 芯IWRC由一根金屬股芯和多根外層股和外層填充小股組成，外層股與外層填充小股根數(shù) 相同，股徑不等，金屬繩芯一次捻制而成。該鋼絲繩捻制特點(diǎn)是各股絲間呈線接觸，鋼絲繩 受力時(shí)，各鋼絲接觸應(yīng)力較小，從而提高了鋼絲繩耐疲勞性能，且鋼絲繩結(jié)構(gòu)緊密、穩(wěn)定、提 高了鋼絲繩承載能力。 鋼絲繩采用充填特殊改性塑膠，即金屬芯注塑，采用兩次注塑，分別對(duì)金屬股芯注
塑和金屬繩芯注塑，塑料用聚氯乙烯塑料或聚乙烯塑料在塑料中加入30%的橡膠。 鋼絲繩在捻制過(guò)程中(包括金屬繩芯的捻制)，采用在線中頻熱處理，中頻處理溫
度以能對(duì)鋼絲繩塑膠層軟化為宜，確保鋼絲繩捻制結(jié)構(gòu)緊密及捻制的順利進(jìn)行。 鋼絲繩和股的捻制均在筐籃機(jī)上進(jìn)行，捻制成的鋼絲繩和股需在牽引輪上纏繞一
定的圈數(shù)(至少6圈以上)，確保鋼絲繩和股不打滑，保證捻制張力的一致，在鋼絲繩和股捻
制過(guò)程中，確保過(guò)線孔、壓線瓦、預(yù)變形器、定徑裝置、收放線等裝置不卡線、不傷線。
鋼絲繩捻制完畢，采用預(yù)張拉穩(wěn)定化處理，確保鋼絲繩結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，預(yù)張拉穩(wěn)定
化處理夾具采用30#_45#中碳鋼制造，且不進(jìn)行熱處理，確保不損傷鋼絲。 鋼絲繩捻制特點(diǎn)是各股、絲間呈線接觸狀態(tài)，鋼絲繩受力時(shí)，各鋼絲接觸應(yīng)力較
小，提高了鋼絲繩耐疲勞性能，且鋼絲繩結(jié)構(gòu)緊密、穩(wěn)定，提高了鋼絲繩承載能力。 該技術(shù)方案優(yōu)化吊索鋼絲繩的結(jié)構(gòu)，使鋼絲繩內(nèi)部金屬填充充分，增大金屬面積
和承載能力；使鋼絲繩內(nèi)部接觸應(yīng)力小，減小應(yīng)力疲勞，提高鋼絲繩吊索的耐疲勞性能。 從吊索鋼絲繩的原材料、熱處理、制繩鋼絲的拉拔、鍍鋅工藝等嚴(yán)格控制質(zhì)量要
求，提高吊索繩鋼絲的綜合機(jī)械性能。 對(duì)吊索鋼絲繩捻制工藝過(guò)程中對(duì)工藝裝備進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免鋼絲繩的捻制應(yīng)力 和損傷、避免鋼絲繩產(chǎn)生應(yīng)力源；同時(shí)在鋼絲繩內(nèi)部注入具有能減輕內(nèi)部接觸應(yīng)力的高性 能塑膠，提高鋼絲繩吊索的耐疲勞性能。而且鋼絲繩內(nèi)部注入的塑膠能防止雨水滲入鋼絲 繩吊索內(nèi)部空隙、有益于鋼絲繩吊索耐銹蝕能力的提高。 對(duì)吊索鋼絲繩的預(yù)張拉穩(wěn)定化處理(另一專利技術(shù)申請(qǐng))，增設(shè)大規(guī)格鋼絲繩的 全自動(dòng)控制預(yù)張拉穩(wěn)定化處理生產(chǎn)線，消除鋼絲繩吊索的結(jié)構(gòu)伸長(zhǎng)，提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明所述的一種提高大規(guī)格吊索鋼絲繩耐疲勞性能的方法的具體實(shí)施方式
再 詳述如下 1、鋼絲繩用鋼絲采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼熱軋控冷盤條拉拔生產(chǎn)，原料鋼號(hào)為SWRH82B或 SWRS82B，要求原料純凈度要高，P、 S含量不大于O. 025%，索氏體化率> 90%，斷面收縮率 > 38 % ，脫碳層深度不大于0. 07mm。
2、捻制鋼絲繩用鋼絲采用鍍鋅處理。 3、吊索鋼絲繩產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為多絲線接觸結(jié)構(gòu)，如8X55SWS+R-IWRC，滿充式金屬 繩芯IWRC由一根金屬股芯和多根外層股和外層填充小股組成，外層股與外層填充小股根 數(shù)相同，股徑不等，金屬繩芯一次捻制而成。該鋼絲繩捻制特點(diǎn)是各股絲間呈線接觸，鋼絲 繩受力時(shí)，各鋼絲接觸應(yīng)力較小，從而提高了鋼絲繩耐疲勞性能，且鋼絲繩結(jié)構(gòu)緊密、穩(wěn)定、 提高了鋼絲繩承載能力。 4、鋼絲繩采用充填特殊改性塑膠，即金屬芯注塑，采用兩次注塑，分別對(duì)金屬股芯 注塑和金屬繩芯注塑，塑料用聚氯乙烯塑料或聚乙烯塑料在塑料中加入30%的橡膠。
5、鋼絲繩在捻制過(guò)程中(包括金屬繩芯的捻制)，采用在線中頻熱處理，中頻處理 溫度以能對(duì)鋼絲繩塑膠層軟化為宜，確保鋼絲繩捻制結(jié)構(gòu)緊密及捻制的順利進(jìn)行。
6、鋼絲繩和股的捻制均在筐籃機(jī)上進(jìn)行，捻制成的鋼絲繩和股需在牽引輪上纏繞 一定的圈數(shù)(至少6圈以上)，確保鋼絲繩和股不打滑，保證捻制張力的一致，在鋼絲繩和股 捻制過(guò)程中，確保過(guò)線孔、壓線瓦、預(yù)變形器、定徑裝置、收放線等裝置不卡線、不傷線。
7、鋼絲繩捻制完畢，采用預(yù)張拉穩(wěn)定化處理，確保鋼絲繩結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，預(yù)張拉穩(wěn) 定化處理夾具采用30#_45#中碳鋼制造，且不進(jìn)行熱處理，確保不損傷鋼絲。
權(quán)利要求
一種改善和提高大規(guī)格吊索鋼絲繩疲勞性能的方法，其特征在于吊索鋼絲繩的結(jié)構(gòu)為多絲線接觸結(jié)構(gòu)8×55SWS+R-IWRC充滿式金屬芯IWRC，由一根金屬股芯和多根外層股，外層股與外層填充小股根數(shù)相同，股徑不等；金屬繩芯一次捻制而成，各股絲間呈線接觸，各鋼絲接觸應(yīng)力較?。辉阡摻z繩內(nèi)部空隙中注入改性能塑膠。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善和提高大規(guī)格吊索鋼絲繩疲勞性能的方法，其特征在于高性能改性塑膠為，聚氯乙烯塑料或聚乙烯塑料或在塑料中加30%的橡膠。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善和提高大規(guī)格吊索鋼絲繩疲勞性能的方法，其特征在于采用兩次注塑，分別對(duì)金屬股芯注塑和金屬繩芯注塑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善和提高大規(guī)格吊索鋼絲繩疲勞性能的方法，其特征在于鋼絲繩、金屬繩芯的捻制，采用在線中頻熱處理，中頻處理溫度以能對(duì)鋼絲繩塑股層軟化為宜。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善和提高大規(guī)格吊索鋼絲繩疲勞性能的方法，其特征在于鋼絲和股的捻制均在筐籃機(jī)上進(jìn)行，捻制成的鋼絲繩和股在牽引輪上纏繞不少于6圈，確保鋼絲繩和股不打滑；確保過(guò)線孔、壓線瓦、預(yù)變形器、定徑裝置、收放線裝置不卡線不傷線。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善和提高大規(guī)格吊索鋼絲繩疲勞性能的方法，其特征在于鋼絲繩捻制后采用預(yù)張拉穩(wěn)定化處理，預(yù)張拉穩(wěn)定化處理的夾具采用30#_40#中碳鋼制造，且不熱處理，確保不傷鋼絲。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善和提高大規(guī)格吊索鋼絲繩疲勞性能的方法，其特征在于吊索鋼繩用的鋼絲采用鍍鋅處理。
全文摘要
一種改善和提高大規(guī)格吊索鋼絲繩疲勞性能的方法，吊索鋼絲繩的結(jié)構(gòu)為多絲線接觸結(jié)構(gòu)8×55SWS+R-IWRC充滿式金屬芯IWRC，由一根金屬股芯和多根外層股，外層股與外層填充小股根數(shù)相同，股徑不等；金屬繩芯一次捻制而成，各股絲間呈線接觸，各鋼絲接觸應(yīng)力較小；在鋼絲繩內(nèi)部空隙中注入改性能塑膠；在鋼絲繩內(nèi)部空隙中注入高性能塑膠。采用本技術(shù)方案，有益于鋼絲繩吊索的耐銹蝕力，提高耐疲勞、承載力增大，柔韌性好，提高使用壽命。
文檔編號(hào)D07B1/16GK101725060SQ20091010284
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月14日
發(fā)明者張家琦, 李偉, 李倫友, 胡正忠, 黃忠渠 申請(qǐng)人:貴州鋼繩股份有限公司